Qiziqarli xulq-atvorda o'smirlarning prefrontal korteksini (2011) neyronal inhibisyon va koordinatsiyalash

Kirish

O'smirlik yoshi kattalarga bo'lgan jismoniy va ruhiy-ijtimoiy o'zgarishlarArnett, 1999). Shuningdek, u bir necha muhim psixiatrik muammolar, jumladan, kayfiyatning buzilishi, shizofreniya va giyohvand moddalarni suiiste'mol qilish kabi simptomlarning paydo bo'lishiga mos keladigan zaiflik davridirVolkmar, 1996; Qarag'ay, 2002; Johnston va boshq., 2008). So'nggi yillarda o'smirlar va hayvon modellari bo'yicha tadqiqotlar uyali va molekulyar miya me'morchiligi va turli dorilarning farmakologik oqibatlaridagi farqlar (Nayzali va tormoz, 1983; Mızrak, 2000; Adriani va boshq., 2004; Brenho va boshq., 2008; Paus, 2010). Yoshga bog'liq xatti-harakatlarning turli-tumanligi ham ko'rib chiqilgan va ko'pincha odatiy holatlarga qaramasdan, o'smirlik davridagi xatti-harakatlar ko'pchilik hollarda kattalarnikiga o'xshash bo'lishiga qaramasdan, o'rta yoshli o'smirlikdan qaror qabul qilishda oddiy o'zgarishlar bilanMızrak, 2000; Doremus-Fitzwater va boshq., 2009; Figner va boshq., 2009; Cauffman va boshq., 2010). Shunga qaramasdan, o'smirlar kattalarnikidan farqli o'laroq turli hodisalarni ko'rib chiqishi mumkin. Misol uchun, yaqinda olib borilgan bir ishda, dorsal striatumda va mukofot bilan bog'liq hid hidoyatiga duchor bo'lganidan so'ng yadro gulxanlarida kattalar uchun c-fos protein belgilaridan kattaroq o'smirlik kuzatildi (Friemel va boshq. 2010). Barkamol prefrontal korteks (PFC) neytral faolligi va aloqasi bo'yicha o'lchovlardagi farqlarErnst va boshq., 2006; Galvan va uning hamkorlari, 2006; Liston va boshq., 2006; Geier va boshq., 2009; Uhlhaas va boshq., 2009a). Biroq, bu yoshdagi nosiralik darajadagi tengsizliklar aniqligi haqida juda kam narsa ma'lum.

Ergenlarda kattalardagi kortikal neyronlarning dinamik ishlashini to'g'ridan to'g'ri solishtirish uchun, biz mukofotning maqsadi bo'lgan xatti-harakatni bajarish bilan kalamushlarning orbitofrontal korteksidan (OFK) bitta-birlik va mahalliy maydon salohiyatini (LFP) qayd etgan edik. OFC qiymati qayta ishlash qiymatining kutilgandagi asosiy rolini va o'smirlarning rivojlanishining oldingi ko'rsatkichlaridan kelib chiqib,Schultz va boshq., 2000; Galvan va uning hamkorlari, 2006; Schoenbaum va boshq., 2009). Xatti-vazifa, o'rganilgan tadbir-natijalar assotsiatsiyasigaSturman va uning hamkorlari, 2010), murakkab g'oyaviy xatti-harakatlarning asosiy binosi. Ushbu vazifaning oddiyligi xatti-harakatlarning guruhlar o'rtasida juda o'xshashligini ta'minladi. Shu sababli, xuddi shunga o'xshash vazifa bajarish bilan bog'liq bo'lgan gipotezani tekshirib ko'rishimiz mumkin. O'smir OFC yoshi kattalarga qaraganda muhim vazifalarni bajaradi. Bunday fundamental neytrallikning turli xilligini ta'riflash va neyronal darajadagi bu ishni bajarish yoshlarning o'sib borayotgan nevropsikiyatrik xatarlari bilan bog'liq bo'lishi mumkin bo'lgan rivojlanish jarayonlarini aniqlash uchun va bunday muammolarni oldini olish va davolash uchun aralashish strategiyasining kelajakdagi rejasi uchun juda muhimdir.

Materiallar va usullar

Xatti-harakatlar

Kattalar va o'smirlar kalamushlari uyda ishlaydigan yorug'likni o'z ichiga olgan (Coulbourn Instruments, Allentown, Pensilvaniya) operatsion quti apparatlarida, oziq-ovqat peletlarini (fortifik dekstroz, 45 mg, Bio-serv, Frenchtown, NJ) ovqat peshoblari va uchta burun teshiklari gorizontal tarzda oziq-ovqat peshtaxtasi oldida devorga o'rnatiladi. 5-6 kunlik jarrohlikni tiklashdan so'ng hayvonlarni ozgina oziq-ovqat bilan cheklashdi, xatti-harakatlarni tekshirish apparati uchun odatiy holga keltirildi va ilgari tavsiflangan (Sturman va uning hamkorlari, 2010). Qisqacha aytganda, kalamushlar oziq-ovqat pelletlarini kuchaytirish uchun yoritilgan markaz burun teshiklari teshigiga siqib olishni o'rgandi. Sinovlar markaz burun teshigi teshigining ichidagi igna nurining boshlanishi bilan boshlandi. Sichqoncha bu teshikka kirganida, darhol darhol o'chirilgan va oziq-ovqat xovliga bir pelet yetkazib berildi, keyinchalik u yoritilgan. Peletni olish uchun oziq-ovqat peshtaxtasiga kirib, oziq-ovqat mahsulotlarini o'chirib qo'ydi va 5-ning intervalgacha intervalini (Shakl 1a). Har bir sessiya 100 sinovlaridan yoki 30 daqiqadan so'ng to'xtatildi. Avvalgi ishda, bu vazifani yoshlar va kattalar tomonidan tezda o'rganish mumkinligi ko'rsatildi, bu uchinchi mashg'ulotning eng yuqori ko'rsatkichiniSturman va uning hamkorlari, 2010). Asosiy topshiriqni bajarish chora-tadbirlari har bir mashg'ulot davomida bajarilgan jami sinovlarning soni, asbob-uskunalardan foydalanishni kechiktirishi va asbob-anjomlardan tortib ovqat pishirishgacha (pelletni olish) kechikishi edi. Yosh chegarasi sessiyasi qayta-chora-tadbirlari SPSS (alfa = 0.05) ning barcha natijalari bo'yicha ANOVA bajarildi. Sfera haqidagi taxminlar buzilgan hollarda, pastki chegaradagi o'zgarishlar maksimal darajada konservativ darajadagi erkinlikni sozlash uchun ishlatilgan.

Shakl 1

Elektrod plitalari, vazifa paradigmasi va xatti-harakatlar. A) Barkamol va kattalar kalamushlari oddiy instrumental o'rganish paradigmasi bo'yicha o'qitildi, unda ular burun-pokerlarni (instrumental javob) nurli teshikka qo'shib, ...

Elektrofizyologik tahlil

Elektrofizyologik ma'lumotlar LFP tahlillari va Cherkovlar va boshqa hamkasblar tomonidan nozik tarzda taqdim etilgan LFP tahlillari va otishni o'rganish nisbati funktsiyalari uchun chronux (Chronux.org) metodikasi bilan birgalikda Matlab (Mathworks, Natick, MA)http://www.stanford.edu/∼shenoy/GroupCodePacks.htm) (Churchland va boshq., 2010). Umuman olganda, neytral harakatlar muayyan vazifa tadbirlariga vaqtinchalik yopilgan edi: sinov-boshlang'ich nishonasi, instrumental burun-poke javob va oziq-ovqat usuli. Xom LFP izlari ushbu topshiriqlarga vaqtincha qulab tushdi va ortalamadan oldin kopping artefaktlari bilan sinovlar chiqarildi. Masalan, dastlabki sinovdan o'tgan adolesan va kattalar uchun LFP kuchlanish izlari takomillashtirilgan davrda (Qo'shimcha shakl 1). Har bir sub'ektning har bir topshiriq hodisasi atrofida bir necha soniya ichida sinovdan o'tkaziladigan o'rtacha quvvat spektri FFT tomonidan hisoblab chiqilgan. Bu 13 ta etakchi lenta, vaqt o'tkazuvchanligi 7 ga teng mahsulot va 1 soniya davomida harakatlanuvchi oynani (250 milodiy qadamda) ishlatib amalga oshirildi. Ushbu parametrlar, biz ko'rib chiqqan boshqalar bilan taqqoslaganda, taxminan 2 Gts chastotani aniqlashtirishga imkon berdi, bu odatda har bir qiziqish doirasidagi bir nechta chastotali qutilarga ruxsat berdi. Ko'p qog'ozli yondashuv ishlatilgan, chunki u cheksiz vaqt seriyali ma'lumotlar bilan ishlashda spektrogramma baholarini yaxshilaydi (Mitra va Pesaran, 1999), lekin 1, 3 va 9 konuslarini ishlatish juda o'xshash spektrlarga olib keldi. Quvvat spektridagi har bir chastota diapazoni (satr) Z-sxemasi dastlabki davr mobaynida o'rtacha spektrli kuchga (2-ning oynasi boshlanadigan 3-dan boshlab) normallashtirildi. Normallashtirilgan quvvat spektrlari o'smirlar va kattalar uchun o'rtacha hisoblanadi.

Voqealar oralig'idagi o'q otish tezligining gistogrammalari har bir birlik uchun derazalardagi vazifalar atrofida. Har bir birlikning sinovdan o'tgan o'rtacha otish tezligi Z-skori dastlabki davrga nisbatan normalizatsiya qilindi. O'rtacha normallashtirilgan faoliyatida Z ≥ 50 yoki Z ≤ -2 bo'lgan uchta ketma-ket 2 milodiy qutilar mavjudligiga qarab, birliklar qiziqish oynalarida "faollashtirilgan" yoki "taqiqlangan" deb tasniflangan. Ushbu mezon har bir birlik uchun boshlang'ich davrda parametrik bo'lmagan bootstrap tahlili yordamida tasdiqlangan. Har bir birlik uchun asosiy oynadan tasodifiy namuna olinib, 10,000 2 marta almashtirildi. Qayta ishlangan faollik muhimlik mezonlariga erishgan 2-sonli oynalarning nisbati har qanday 0.0034-sekundagi oynada ushbu birlik uchun kutilgan noto'g'ri-ijobiy stavkaning o'lchovidir. Bu barcha o'spirin birliklari uchun alfa = 0.0038 va barcha kattalar birliklari uchun alfa = 500 umumiy kutilgan noto'g'ri-ijobiy darajasiga olib keldi. Ushbu past alfavitlar o'spirinlar va kattalar o'rtasidagi toifadagi nisbatlarning statistik taqqoslashlariga noo'rin ta'sir ko'rsatmaslik uchun birliklarni noto'g'ri tasniflash kamdan-kam uchraydi. Birlik javoblarining vaqtini taqqoslash uchun toifalarni tahlil qilish vazifa hodisalari atrofida harakatlanuvchi oyna bilan amalga oshirildi (harakatlanuvchi oynaning hajmi 250 ms dan 1 milodiy qadamlarda). Yoshga bog'liq statistik taqqoslash uchun (masalan, belgidan keyingi XNUMX soniyada) qiziqish ko'rsatadigan vaqt oynalari uchun kattalar va o'spirinlarning faollashtirilgan, inhibe qilingan va ahamiyatsiz bo'linmalar sonini o'z ichiga olgan Chi-kvadrat tahlillari o'tkazildi. Muhim Chi-kvadrat testlaridan so'ng har bir toifadagi mutanosiblik nisbatlarini taqqoslash amalga oshirildi (masalan, o'spirinlar va kattalar o'rtasidagi taqiqlangan birliklar) Z-test yordamida ikki nisbatda (1 stol). Ushbu qiziqishdagi paradigma bilan avvalgi ishda, o'smirlar va kattalar ham instrumental javobni barqaror maksimumda 3 (Sturman va uning hamkorlari, 2010). Shuning uchun, boshqacha ko'rsatmalar bundan mustasno, 3-6-mashg'ulotlar uchun elektrofizyologik tahlillar taqdim etiladi, bunda harakat va natija assotsiatsiyasi ikkala guruh tomonidan yaxshi o'rganiladi. Bu erda va boshqa joylarda bo'sh gipoteza p <0.05 bo'lganda rad etildi.

1 stol

Tanlangan derazalardagi o'smirlik va kattalar bilan ishlash faoliyatini solishtirish, vazifa voqealariga vaqtincha qulflangan. Qiziqarli narsalar oynasi vaqtincha qulfga, instrumental poke (poke) yoki oziq-ovqat tokiga (FT) kirib boriladi. Adolesan (Adol) va kattalar nisbati ...

80 milodiy qadamlardagi 50 milodiy harakatlanuvchi oynani foydalanib, Fano omillari (tayoqchani farqli o'laroq / o'rtacha) deb hisoblashning o'zgaruvchanligi tahlillari aniqlandi. Har bir bo'linma uchun har bir nuqtada spike soni o'zgaruvchanligi va o'rtacha o'rtacha taymerlari hisoblab chiqilgan. Registrning o'zgaruvchanligi va barcha birliklar uchun o'rtacha qiymatlari har bir oyna qadamida aniqlangan, bu esa vazifa voqealari atrofida Fano omilining vaqtini ko'rsatadi. Fano omilining kuzatilgan o'zgarishlari vaqtni (va yoshga bog'liq Fano omilining farqlari) differentsiallikdan ko'ra o'rtacha tortishish tezligining o'zgarishiga bog'liqligini tekshirish uchun, biz cherkovlar va hamkorlar (Churchland va boshq., 2010). Dastlabki tahlilda biz yoshlar va kattalar bo'linmalari uchun o'rtacha hisoblashni amalga oshirdik. Ushbu texnikada har bir vaqtning o'zida tasodifiy va qayta-qayta yo'qotadigan birliklar tomonidan o'rtacha otishni o'rganish nisbati taqsimoti sobit bo'lgan. Har bir nuqta uchun Fano omil sxemasi ushbu jarayonning o'rtacha 10 yechimlariga asoslangan. Ushbu protsedura, otishni o'rganish o'zgarishlari natijasida artefaktlardan qochish uchun samarali usul sifatida tasdiqlangan (Churchland va boshq., 2010). Bundan tashqari, eng katta umumiy otishni o'rganish tezligi histogrami ham bir yosh guruhida (yuqorida aytib o'tilganidek), shuningdek, yosh guruhlari orasida ishlatilgan alohida o'rtacha o'rtacha tahlil qilish amalga oshirildi. Shunga o'xshash xom va o'rtacha mos keladigan Fano omillarining kuzatuvi, Fano faktoridagi vaqt-kurslar va yoshga bog'liq farqlar, vaqtni o'zgartirishning o'zgaruvchanligini aks ettiradi va faqat otishni o'rganish nisbatlaridagi farqlarning asarlari emasligini tasdiqlaydi. MATLABda yoshlar va kattalar Fano omillari statistika jihatidan taqqoslanadigan darajadagi testlar yordamida taqqoslangan.

natijalar

Mahalliy hududiy salohiyat

Mintaqaviy afferentlarning faoliyatini aks ettiradigan LFP larning elektrofizyologik yozuvlari ko'pchilik vazifalar davomida o'smirlar va kattalar uchun bir-biriga o'xshash naqshlarni namoyon qildi, bu esa oziq-ovqat mahsuloti orqali kirib borish uchun darhol kiritilgandan so'ng spektral kuchda katta farqlar paydo bo'ldiShakl 2a). O'sha paytda kattalar ko'proq alfa (8-12 Hz) va beta (13-30 Hz) kuchini namoyish qildilar. Theta (4-7 Hz) va past gamma (31-75 Hz) kuchlari guruhlar orasida o'xshashlik kuzatilgan bo'lsa, o'smirlar katta yoshdagi gamma (76-100 Hz)Shakl 2b).

Shakl 2

3-6 sessiyalari davomida o'smirlar va kattalar OFC LFPs. A) asosiy vazifa voqealari atrofidagi oynaklarda o'smirlar va kattalar uchun LFP quvvat spektrlari har bir chastota uchun dastlabki davrga (3-dan 1 soniyasiga nishonchadan boshlashdan oldin) normallashtirildi. Normallashtirilgan vaqt tartibi ...

Fano omillari tahlili

Muayyan vazifa voqealari bilan bog'liq bo'lgan yoshga qarab farqlar kuzatildi. Fano omil - bu tayanch-tayanch variance va tayoq-taym o'rtasidagi munosabatni anglatadiChurchland va boshq. 2010), sinovlar davomida o'pka vaqtining o'zgaruvchanligini tekshirish uchun hisoblangan (Shakl 3). O'spirinlarda (8 kalamush 265 birlik) 4-184 sessiyalar davomida kattalarnikiga (3 kalamush 6 birlik) nisbatan Fano omillari sezilarli darajada bo'lgan (daraja yig'indisi bilan taqqoslash) 2 s boshlang'ich davrida Z = 6.90, p <0.01, a Sinov boshlangandan so'ng darhol 1 sekundlik oyna Z = 5.48, p <0.01, 1 soniyali oynada Z = 3.12, p <0.01 instrumental javob atrofida joylashgan va bir soniyada kuchaytirishga olib boruvchi Z = 3.77 , p <0.01 (Shakl 3). Fano omil hisob-kitoblari oynaning kattaligiga va qadamiga bog'liq bo'lgani sababli, bu parametrlarni instrumental poke atrofidagi davrda o'zgartirib yubordik, shuning uchun hisob-kitoblarning kattaligi va silliqligi ta'sir ko'rsatsa, umumiy vaqt-kurs va yoshga bog'liq tafovutlar (Qo'shimcha shakl 2). Biz o'rtacha hisoblash texnikasi (Churchland va boshq. 2010) vaqt o'tishi bilan, o'rtacha vaqt oralig'i o'zgarib turadi, shuning uchun temporal otishni o'rganish o'zgarishi Fano omilining talqinini o'zgaruvchanlik o'lchovi sifatidaQo'shimcha shakl 3a). Shu bilan biz yosh guruhlari o'rtasida otishni o'rganish nisbati taqsimotini tenglashtirdik (Qo'shimcha shakl 3b). Raw Fano omillari o'rtacha o'rtacha hisoblash uslubi bilan hisoblanadiganlarga juda o'xshardi, bu Fano omilining kuzatuv vaqtining kursi o'rtacha otash kursining dinamikasidan qat'i nazar, tikish vaqtidagi o'zgaruvchanlikni aks ettiradi. Bunga bir istisno, quvvatni olishdan keyin sodir bo'ldi, o'sha vaqtda kattalar Xan Fano omillarini ko'proqShakl 3). Bu farq, eng kamida, o'rtacha otishni o'rganish tezligidagi o'zgarishlarga bog'liq edi, chunki o'sha davrda o'rtacha mos Fano omillari orasida statistik jihatdan mazmunli farq yo'q edi (Qo'shimcha shakl 3). Ushbu topilmalar shuni ko'rsatadiki, o'tkir hodisalar o'smirlar va kattalar uchun o'pka vaqtining o'zgaruvchanligini kamaytiradi va qiziqarli tarzda o'smirlardagi OFK neyrokrasimon vaqtni ko'pincha kattalarnikiga qaraganda ko'proq o'zgartiradi. Stimulus asosidagi Fano faktorini kamaytirish kortikal me'morchilikning umumiy xususiyati hisoblanadi (Churchland va boshq. 2010). Shunday qilib, yuqoriroq Fano omillari o'simliklar vaqtining kattalarnikiga qaraganda kamroq nazorat ostida bo'lishiga ichki moyillikni taklif qilishi mumkin.

Shakl 3

Fano omillari tahlili, o'smirlik va kattalarning otashin tezligi o'zgaruvchanligini taqqoslash. Fano omil - bu barcha sudraluvchilar uchun sudraluvchilardan farqli o'laroq o'zgaruvchanlik va shoshilinchliklar sonini ko'rsatadi. Ushbu o'zgaruvchanlik smetasi vaqtinchalik nuqtalarda hisoblangan ...

Birlik faoliyati

Vazifalar davrida bir martalik neytral faoliyatni tahlil qilish o'smirlar va kattalar o'rtasidagi voqea-hodisalarga xos bo'lgan katta farqlarni ko'rsatdi. 1 sessiyasi davomida, harakat-yakuniy assotsiatsiyalarni o'rganishdan avval, birlik faoliyati har ikki guruhdagi vazifa voqealaridan ham ozgina o'zgardi. Vazifalar neytral harakatlarning izchil naqshlarini (masalan, 3-6 o'quv mashg'ulotlari) yaxshi o'rganilgandan so'ng (Shakl 4). Har bir bo'limning boshlang'ich-normallashtirilgan otish stavkalari vazifa hodisalariga vaqtincha qulflangan Shakl 5a, Fasik neytral faoliyat doirasi va hajmini tasvirlab beradi. Kattalar (4 kalamushlari, 184 birliklari), lekin yoshlar emas (8 kalamushlari, 265 birliklari), o'rtacha faoliyat chekka pasayganda va instrumental javobdan oldingi (Shakl 5b). Javobdan so'ng, har ikki guruhning normallashtirilgan populyatsion faolligi xuddi shu tarzda kamaydi, o'smirlar kattalarga qaraganda ko'payib ketishdi. Aholining faollashuvi vaqtida aholining o'sishi ortdi, kattalar erta va past darajalarda o'smirlar bilan solishtirilgandir. Oddiy o'smirlik faoliyati oziq-ovqat mahsulotlariga kirish vaqtida ro'y berdi; bu erda o'rtacha kattalar faoliyati ancha past edi. Juda kuchli songa ega bo'lishiga qaramasdan, o'smirlar (n = 8 birliklari) va kattalar (n = 5 birliklari) proportsional tezkor (FS) internoronlar qiziqish voqealari atrofida o'xshash umumiy faoliyat namunasini namoyish qildilar. sessiyalar davomida 3 - 6 (Qo'shimcha shakl 4) .Eksitatorlik va inhibitivli fasik faollik nisbatlarini vazifa hodisalariga solishtirish (Shakl 5c) odatda erta yoshdagi inhibitorli javoblarni va shunga o'xshash yoki kuchaytirilgan eksitatori javoblarni aniqladi. 1-ning sinteziga mos keladigan nuqsonlarni hisobga olgan holda, katta yoshdagilarning faollashtirilgan birliklarning solishtirma nisbatlariga ega bo'lgan o'smirlardan farqli o'laroq,1 stol). Instrumental javobdan so'ng, o'smirlar va kattalar populyatsiyaning faoliyatida shu kabi qisqartirishlar mavjud bo'lganda, faollashtirilgan va inhibe qilingan birliklarning o'xshashliklari kuzatildi. Neytral ishga qabul qilishning vaqtini tasavvur qilish uchun foydalaniladigan harakatlanuvchi oynalar toifasi tahlillari, instrumental javobning, kattalardagi inhibe qilingan qurilmalarning ilgari inhibe qilinib, o'smirlarga qaraganda ko'proq vaqtgaShakl 5c). Bu vaqt oralig'idagi vaqt oralig'idagi inhibitatsiya qilingan birliklarning nisbatlarini 0.5 soniyadan oldin va instrumental javobdan 1 - 1.5 soniyadan keyin tekshirish bilan tasdiqlanadi (1 stol). Voyaga etganlar uchun faollashtirilgan birliklar, shuningdek, o'spirinlardan oldin ishga qabul qilingan bo'lsa-da, bu farqlar statistik jihatdan ahamiyatli emas edi. Aktivizatsiya qilingan va inhibe qilingan deb tasniflangan birliklarning nisbati kuchaytirish atrofida sezilarli darajada farq qiladi, kattalar inhibit qilingan birliklarning katta qismiga va o'spirinlar faollashtirilgan birliklarning katta qismiga ega. Kuchaytirilgandan keyin 0.5 - 1 s gacha birliklarni turkumlashda yoshga bog'liq farqlar bo'lmagan. Ushbu topilmalar shuni ko'rsatadiki, o'spirin va kattalar bo'linmalarining o'xshash nisbati turli vaqtlarda faollashishi yoki inhibe qilinishi mumkin (masalan, instrumental poke), lekin ko'pgina vazifalar orqali o'spirinlarda inhibitatsiya qilingan birliklarning ulushi kamroq bo'lgan.

Shakl 4

Barcha kattalar va o'smirlar uchun o'rtacha boshlang'ich-normallashtirilgan otishni o'rganish darajasi + 1 sem (shading), har olti sessiyaning har birida vazifa voqealariga vaqtincha qulflangan. Barcha barkamollik punktlari uchun o'rtacha ish stavkasi 4.66Hz va barcha kattalar birligi 5.18Hz edi. ...

Shakl 5

3-6-sessiyalar davomida OFKning populyatsiyasi va bitta birlik faoliyati. A) Issiqlik uchastkalari har bir o'spirin (n = 265; yuqori uchastkalar) va kattalar (n = 184; pastki uchastkalar) birligi uchun boshlang'ich normallashtirilgan otishni o'rganish tezligini anglatadi. Har bir satr - bu alohida birlik faoliyati ...

muhokama

Ham aholi, ham bitta birlik darajasida OFC o'smirlik yoshi kattalarnikidan farqli o'laroq, mukofotlar bilan bog'liq bo'lgan xatti-harakatlarini qayta ko'rib chiqdi. Bundan tashqari, o'smirlar ham ko'p vazifalarni bajarishda ko'proq vaqtni o'zgartirishga muvaffaq bo'ldilar. Ko'tarish davrida faollikning kamroq qisqartirilishiga qo'shimcha ravishda o'smirlarning o'zlarining faoliyatini kuchaytirgan o'smirlarning katta qismlari, shuningdek, kattalarga nisbatan alfa, beta va gamma LFP quvvatidagi farqlar kuzatildi. Ushbu yoshga bog'liq nöral ishlov berishning farqlari kuzatilgan bo'lsa-da, vazifaning ishlashi o'xshash bo'lsa ham, bu farqlar faqatgina xatti-harakatlarning aralashuvini aks ettirmaydiSchlaggar va uning hamkorlari, 2002; Yurgelun-Todd, 2007). Qo'shimcha mavzularni qo'shsalar ham, erta ta'lim davomida xatti-harakatlarning farqlanishlarini aniqlashga to'g'ri kelgan bo'lsa ham, o'smirlar ham, kattalar ham uchinchi mashg'ulotdan keyingi vazifani maksimal darajada bajarishgan. Bizning elektrofizyologik tahlillarimiz ushbu keyingi mashg'ulotlarga bag'ishlandi. Har ikki guruh tomonidan xulq-natijalar uyushmasi ham yaxshi bilib olindi. Biz ertaroq o'smirlikning qisqa muddatida o'rganilishi mumkin bo'lgan sodda bo'lishiga qaramasdan, murakkab g'ayrioddiy xatti-harakatlarning asosiy binosi hisoblanishi mumkin bo'lgan xatti-harakatni tanladik. Shunday qilib, bu topilmalar o'smirlarning katta yoshdagilar kabi bir xil harakatchan xatti-harakatni amalga oshirganlari kabi, aniq neyronlarning neytral kodirovkalashi va aniq ishlash samaradorligi (vaqtni o'zgaruvchanligi bilan bog'liq bo'lgani kabi) ham tubdan farq qiladi.

Barkamol neyronlar, dastlabki repetitorlik kabi muhim xatti-harakatlar paytida, instrumental javobdan oldin va mukofot oldidan va vaqtida kattalarga qaraganda kamroq ta'sirchan bo'lishga harakat qilishgan. Bunday yoshga bog'liq farqlar ushbu davrda OFK nöronal inhibisyonundan kelib chiqadi. Neyronlarning inhibisyoni salbiy ta'sirni sinxronlashda muhim rol o'ynaydi (Fries va boshq., 2007; Cardin va boshq., 2009; Sohal va boshq., 2009), aniq vaqtni aniqlashni nazorat qilish va neyronal aloqa samaradorligini oshirish (Buzsaki va Chrobak, 1995). EEG va LFP bilan o'lchanadigan bunday salınımlar, ichki hujayra va elektron xususiyatlarining ta'sirini aks ettiradigan, nöronal uyarılabilirlikte ritmik dalgalanmalardır (Buzsaki va Draguhn, 2004), bu zich chiqish vaqtini nozik sozlash (Fries, 2005). Salınımların senkronizasyonu nöronal guruhlar bilan aloqa qilish uchun bir kanal mumkin (Fries, 2005) va perceptual majburiy va boshqa jarayonlar uchun markaziy bo'lishi mumkin (Uxlhaas va boshq., 2009b). Muayyan chastotalardagi neyronal sinxronlashning o'lchovlari ko'pgina kontekstlarda bilim ko'rsatkichlari bilan o'zaro bog'liq (Basar va boshq., 2000; Hutcheon va Yarom, 2000) va shizofreniya kabi bir qancha patologik holatlardaUxlaslar va qo'shiqchi, 2010). Uxlhaas va uning hamkasblari insonning o'smir va kattalar o'rtasidagi vazifa bilan bog'liq EEG salınımlarındaki farqlarni topdi (Uhlhaas va boshq., 2009a). Ushbu topilmalarga muvofiq, kuchayish vaqtida o'smirlarning OFK-da alfa va beta kuchida kichikroq o'sish kuzatildi. Ushbu chastota diapazonlari uzoq masofalardagi neyral aloqa uchun muhim deb hisoblanadi (Pfurtscheller va boshq., 2000; Brovelli va boshq., 2004; Klimesch va boshq., 2007), bu ergenlerde kamroq samarali bo'lishi mumkin. Ushbu talqin, funktsional aloqaning rivojlanish yo'li bilan mahalliy sifatida ko'proq tarqalib borishiga qarab o'zgarib borayotganligini ko'rsatadigan tadqiqotlar bilan mos keladi (Fair va boshqalar, 2009; Somerville va Casey, 2010).

Shuningdek, Fano omillari tahlilini qo'llagan holda, sinovlar bo'yicha firibgarlikning o'zgaruvchanligi bo'yicha yoshga qarab farqlanishlarni kuzatdik. So'nggi yillarda olib borilgan ishlar ko'p kortikal mintaqalarda neyronlarning kirish harakatlari simptomatik yoki instrumental xatti-harakatlar bilan stabillashtirilganini ko'rsatdi, chunki ular Fano omillariChurchland va boshq., 2010). Haqiqatan ham, OFCda instrumental xatti-harakatlar, mukofot yondashuvi va kuchaytirish (kattalardagi) otishni o'rganish nisbati o'zgaruvchanligi o'lchoviga olib keldi. Sichqoncha instrumental javobni bajarishdan oldin va kuchaytirishdan oldin davrda o'zgaruvchanlikdagi eng katta pasayishlar sodir bo'ldi. Fasik neyrordagi faoliyat muddati kamroq nazorat qilinadigan bo'lsa, bunda o'smirlarning OFK holatida bo'lishi mumkin bo'lganidek, katta otishni o'rganish nisbati o'zgarishi kutiladi. Xom-ashyoning oziq-ovqat yo'li bilan kirib kelishi bilanoq 1 davridan tashqari, o'smirlar katta vazifalarni bajarish orqali kattalarga qaraganda ko'proq Fano omillariga ega edi. Ushbu natija shuni ko'rsatadiki, o'smirlar neyron kodlashda samaradorlikni pasaytirishi mumkin. Ya'ni katta Fano omillari OFC neyronlaridagi o'smirlar bir xil voqealarni kodeksdan tortib to sinovlargacha o'zgartirishi mumkin bo'lgan, bu esa o'z navbatida kattalarnikiga nisbatan mos keladigan kursatkichda kamroq signal-shovqin stavkalarini bildirishi mumkinligini ko'rsatadi. Bu bolalar va o'smirlarning hodisaga bog'liq potentsiallari kattalarga qaraganda signallarning shovqin nisbatlariga nisbatan kamroq ekanligi va bu signallarni ishlab chiqaradigan miya mintaqalarining "shaxsiy ichki beqarorlik"Segalowitz va boshq., 2010). Neytral inhibisyon salınımları kiritish uchun juda muhim bo'lgani kabi, inhibitör tarmoqlari ham asosiy kameralarBuzsaki va Chrobak, 1995). Shunday qilib, o'smirlar odatdagi voqealarga nisbatan ko'proq fazik inhibe qilish va o'smirlarning katta otishma o'zgaruvchanligi namoyon bo'lishi tendentsiyasi o'rtasida bog'liqlik mavjud bo'lishi mumkin. Shunga qaramasdan, bunday aloqaning to'g'ridan-to'g'ri emasligiga e'tibor qaratishimiz kerak, chunki eng katta Fana omil tengsizligi vaqti-vaqti bilan fazaviy inhibisyondagi eng katta farqning vaqti emas edi.

O'smirlik davrida katta neyrodevelopatsion o'zgarishlar yuzaga keladi. Ushbu davrda kulrang moddalar va oq modda kuchayishi kamaydi (Benes va boshq., 1994; Paus va boshqalar, 1999; Paus va boshqalar, 2001; Sowell va boshq., 2001; Sowell va boshq., 2002; Sowell va boshq., 2003; Gogtay va boshq., 2004). Dopamin kabi bir nechta neyromodulyatorlar uchun retseptorlari PFK va bazal ganglionlarda kattalarga qaraganda yoshlarda yuqori darajalarda ifodalanadi (Gelbard va boshq., 1989; Lidow va Rakic, 1992; Teicher va boshq., 1995; Tarazi va boshq., 1999; Tarazi va Baldesarini, 2000). Uyqusizlashgan kalamushlarda, dopamin neyronlarning spontan neytral faolligi o'smirlar va kattalarnikiga nisbatan ancha yuqori (McCutcheon va Marinelli, 2009). Dopamin D2 retseptorlari agonistining ta'sirini kuchaytiruvchi kortikal chiziqlarda faqat kechki o'smirlik yoki erta o'smirlik davrida mavjud bo'lib, bu bilan to'satdan siljish kuzatiladi (Tseng va O'Donnell, 2007). Tez spiking (FS) neyronlari bo'yicha NMDA retseptorlari ifodasi ham o'smirlarning PFKlarida keskin o'zgaradi. Adolesan FS interneuronlarning aksariyati sinamik NMDA retseptorlari bilan bog'liq oqimlarni namoyish etmaydi. Ularga ega bo'lgan hujayralar juda kam NMDA: AMPA nisbati (Vang va Gao, 2009). Ushbu izlanishlar, o'smir miya mintaqalari me'morchiligi va fiziologiyasidagi asosiy farqlar va motivatsion harakatlar va psixiatrik zaiflik bilan bog'liq bo'lgan transmitterlarni ko'rsatmoqda. Bizning ma'lumotimizga ko'ra, hushyor holda ekstraselluler elektrofizyologik yozuvni birinchi bo'lib ishlatadigan ushbu tadqiqot hujayrali va molekulyar izotoplarning funktsional ahamiyatini oshiradi, chunki bu vazifa bilan bog'liq neyroz faoliyatga ergenlarda aniq bir ishlov berish jarayonida tubdan farq bo'ladi voqealar.

Inson fMRI tadqiqotlari shuni ko'rsatdiki, o'smirlar katta yoshdagi katta miqyosdagi hududiy darajadagi katta yoshdagilarga qaraganda mukofot va mukofotni boshqalardan oldindan ko'ra oladilar (Ernst va boshq., 2005; Galvan va uning hamkorlari, 2006; Geier va boshq., 2009; Van Leijenhorst va boshq., 2009). Ayrim o'smirlarning xatti-harakatlarining zaifliklariga oid hozirgi tushuntirishlar PFK faoliyati va / yoki subkortikal tuzilmalar bilan modellashuvi va funktsional aloqasi jihatidan "kam rivojlangan" tushunchani o'z ichiga oladi (Ernst va boshq., 2006; Casey va boshq., 2008; Steinberg, 2008). Tadqiqot shuni ko'rsatdiki, rivojlanish xilma-xilligi hatto juda muhim mukofotga asoslangan xulq-atvorda ham kuzatilishi mumkin va asosan bitta-bitta darajadagi yuqori darajadagi Nöroloji faoliyatida kam sonli Nörolojik faoliyat uchun kamchiliklar bilan namoyon bo'ladi. Bunday aloqani o'rnatish uchun kelgusida ish kerak bo'lsa-da, inhibitiv javoblarning nisbati bo'yicha yagona birlik darajasidagi farqlar salınım kuchi va tayanch-vaqti-vaqti bilan o'zgaruvchanlikda kuzatilgan ba'zi o'smirlar o'rtasidagi farqlar manbai bo'lishi mumkin. Inhibisyonning muhimligi tufayli shpiklarning aniq vaqtini nazorat qilish, tebranishlarni joylashtirish va shu tariqa neyronal guruhlarningBuzsaki va Chrobak, 1995; Fries va boshq., 2007), erta PFK inhibatsiyasi kamayishi ushbu ishda ko'rilgan kortikal qayta ishlashda va boshqalarda keng ko'lamli farqlarni kuzatish bilan mos keladi. Shu bilan birga, o'smirlar uchun jiddiy hodisalar atrofida birlamchi faoliyatda kamroq qisqartirish tendentsiyasi eksitatori axamiyatni kamaytirish, shuningdek, inhibisyonning kamayishi bilan bog'liq.

O'zgartirilgan kortikal inhibitorylik harakati xatti-harakatlarning oldini olishda (Chudasama va boshq., 2003; Narayanan va Laubach, 2006) va ba'zi patologik holatlar bilan bog'liq (Chamberlain va uning hamkorlari, 2005; Lyuis va uning hamkorlari, 2005; Behrens va Sejnowski, 2009; Lyuis, 2009). Misol uchun, shizofreniya bilan og'rigan bemorlar GAD67 mRNA ifodasini kamaytiradi, bu esa inhibitor nörotransmiter GABA sintezidaAkbarian va boshq., 1995). Shizofreniya kasalliklarida PFKda GABA membranasini tashuvchi (GAT-1) -mimororeaktiv akxon kartridjlariVoo va boshq., 1998). Bu o'smirlik davrida tug'ilishdan oldin, GAT-1 immunoreaktiv patronlar (parvvalbumin uchun immunoreaktiv bo'lgan) kabi, yosh o'smirlik davrida keskin kamayib ketishi bilan birga,Cruz va boshq., 2003), shizofreniya uchun odatiy boshlash vaqti. Oddiy rivojlanish jarayonida yoshga bog'liq bo'lgan fasik faollikning aniq manbasini aniqlashning kelgusidagi ishi o'smirlik davrida yuzaga keladigan psixiatrik kasalliklarning patofizyologiyasi va simptomatik davomiyligi bilan bevosita bog'liq bo'lishi mumkin.

Qo'shimcha materiallar

rahmat

Manbalar